Il existe de nombreux matériaux utilisés dans la fabrication des cordages (par exemple le Vectran, PBO, polypropylène, chanvre, Nylon, etc…) mais la grande majorité des cordages modernes sont basés sur une âme en polyester ou de plus en plus souvent sur une âme en Dyneema®. Vous pourrez découvrir dans cet article les avantages et inconvénients de ces deux fibres.
Polyester
Le polyester est largement répandu parce qu'il allie robustesse, faible allongement, résistance à l'abrasion, durabilité et prix modéré. Les fibres de polyester sont très fines (environ 0,02 mm de diamètre) et sa densité de 1,38 ne lui permet pas de flotter.
Contrairement au nylon ou au polypropylène, le polyester est relativement rigide et tout étirement de la fibre est normalement minimisé par un processus de thermo fixation lors de la fabrication, ce qui se traduit par un très faible allongement sous charge. Il conserve de plus sa résistance lorsqu'il est mouillé, contrairement au nylon. Le polyester a un point de fusion d'environ 240 °C, présente une excellente résistance aux UV et à l'abrasion, et est également non conducteur.
Dyneema
Dyneema® est une marque du fabricant DSM, le polyéthylène à très haute masse moléculaire (UHMWPE). Il possède de très longues chaînes de molécules qui sont extrêmement solides, en particulier après avoir été alignées par étirement. Les molécules sont de plus profilées, ce qui réduits les interactions chimiques et donne au Dyneema® ses propriétés hydrophobes, son toucher glissant et sa résistance aux produits chimiques.
Le Dyneema® a une densité d'environ 0,95, et flotte donc. Sa résistance n'est de plus pas affectée par l'eau. Son point de fusion est d'environ 145 - 152˚C ce qui est assez bas par rapport à d'autres cordages, et une chaleur excessive a un impact notable sur la durabilité des cordages. Son autre faiblesse est traditionnellement le fluage sous charge constante, mais les fabricants font des gains significatifs à cet égard à chaque nouvelle génération de fibre.
L'UHMWPE a un très faible coefficient de frottement et est aussi "glissant" que le téflon. Il est également autolubrifiant, ce qui signifie que les frottements entre les fibres restent faibles, réduisant du même coup la fatigue. Il fonctionne extrêmement bien pour des utilisations à faible rayon de courbure (contrairement à certains aramides et PBO) et a de plus une excellente résistance aux UV.
Matériaux | Avantages | Inconvénients |
Polyester | Excellente résistance aux UV Résistance et faible allongement Bonne résistance à l'abrasion Garde ses propriétés une fois mouillé Bonne prise en main Bonne résistance aux agents chimiques Prix modéré | Coule Relativement raide à manier |
Dyneema® | Très résistant Faible absorption d'eau Résistant aux UV Très résistant aux produits chimiques Excellente résistance à l'abrasion Légèreté et flottabilité Bonne résistance à la flexion et à la fatigue Résiste aux faibles rayons de courbure | Glissant et difficile à nouer Point de fusion bas - la chaleur peut être un problème Fluage sous charge constante Relativement cher |
Types de Dyneema
L'introduction du SK75 en 1996 a conduit à une large acceptation du Dyneema® dans l'industrie du nautisme. Cependant, il n’est aujourd’hui presque plus utilisé, puisqu’il a été remplacé en 2003 par le SK78 qui a la même résistance mais avec un fluage 3 fois plus faible, une durée de vie plus longue et une meilleure résistance à la fatigue.
Source Gottifredi Maffioli: Comparaison des propriétés d’allongement entre le Dyneema® SK75 et le SK78 à 25˚C et sous charge constante égale à 25% de la charge de rupture.
Le SK90 a été introduit en 2009 et, bien qu'il offre une amélioration de la résistance par rapport au SK75/78 d'environ 10 à 15 %, il présente les mêmes caractéristiques de fluage que le SK75 (!), et n'est donc plus largement utilisé.
Le DM20 (2012) a été développé spécifiquement pour des utilisations à long terme ne tolérant pas le fluage, tel que l'amarrage des plateformes pétrolières. La performance de fluage de la fibre a été améliorée de façon spectaculaire, puisque le DM20 ne présente pratiquement plus aucun fluage (0,5% sur 25 ans).
Malheureusement, le compromis implique que la résistance et la rigidité sont toutes deux inférieures à celles du SK78, ce qui limite son application à la plaisance. En théorie, le fluage zéro le rendrait idéal pour le gréement dormant, mais la faible résistance et la faible rigidité son fortement pénalisants dans le choix du diamètre pour obtenir une rigidité comparable aux autres matériaux (câble, rod, PBO ou carbone). Pour les drisses et les écoutes, le fluage à long terme n'est pas vraiment un problème et le DM20 n’apporte donc aucun avantage réel au gréement courant.
Le Dyneema® SK99 a été lancé sur le marché en 2013 et est le dernier né de DSM. Le SK99 est 20 % plus résistant et 40 % plus rigide que le SK78, mais conserve les mêmes caractéristiques de fluage.
Source Gottifredi Maffioli: Graphique comparatif de l'allongement de tresses de même diamètre (10 mm) et de matériaux différents.
Ainsi, après 20 ans de développement, le SK78 est devenu la norme pour les cordages dans le nautisme, le SK99 étant quant à lui réservé aux applications haute performance.
Le saviez-vous?
Pourquoi les différents types de Dyneema® sont-ils tous appelés "SK" ?
Réponse : SK fait référence aux deux principaux inventeurs de la fibre Dyneema® moderne : Paul Smith et Rob Kirschbaum qui travaillaient tous les deux pour DSM en Hollande (http://www.thedyneemaproject.com/story-of-dyneema/dyneema.html).
L’abréviation DSK est également couramment utilisée, "D" signifiant Dyneema®. Le DM20, en revanche, est un développement fondamentalement différent de DSM, qui l'a baptisé Dyneema® Max, soit (DM)20.
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Introduction aux fibres des cordages modernes